Die NASA steht kurz vor der Entscheidung, was mit der in Schwierigkeiten geratenen Boeing-Raumsonde Starliner geschehen soll

Die Astronauten, die letzten Monat mit Boeings Raumschiff Starliner zur Internationalen Raumstation ISS flogen, wissen immer noch nicht, wann sie zur Erde zurückkehren werden.

Die Astronauten Butch Wilmore und Sonny Williams waren 51 Tage lang im Weltraum, sechs Wochen länger als ursprünglich geplant, als Ingenieure auf der Erde, um Probleme mit dem Antriebssystem des Starliners zu lösen.

Es gibt zwei Probleme. Die Antriebsmotoren, die die Reaktion des Raumfahrzeugs steuerten, überhitzten und einige von ihnen funktionierten nicht mehr, als sich das Raumschiff am 6. Juni der Internationalen Raumstation näherte. Ein anderes, wenn auch möglicherweise damit zusammenhängendes Problem betrifft ein Heliumleck im Antriebssystem des Fahrzeugs.

NASA- und Boeing-Manager sagten am Donnerstag, dass sie immer noch planen, Willmore und Williams an Bord der Starliner-Raumsonde nach Hause zu bringen. In den letzten Wochen haben Bodenteams Triebwerkstests auf einem Prüfstand in White Sands, New Mexico, abgeschlossen. An diesem Wochenende planen Boeing und die NASA, die Triebwerke der Raumsonde in die Umlaufbahn zu bringen, um ihre Leistung während des Andockens an die Raumstation zu überprüfen.

„Ich denke, wir nähern uns langsam den letzten Teilen der Flugrechtfertigung, um sicherzustellen, dass wir sicher nach Hause kommen, und das ist im Moment unser Hauptaugenmerk“, sagte Stitch.

Die Probleme haben zu Spekulationen geführt, dass die NASA beschließen könnte, Wilmore und Williams mit einem SpaceX-Raumschiff Crew Dragon zur Erde zurückzubringen. Derzeit ist ein Crew Dragon-Fahrzeug an der Station angedockt, und ein weiteres mit einer neuen Besatzung soll nächsten Monat starten. Steve Stich, Direktor des Commercial Crew Program der NASA, sagte, die Agentur habe über Ersatzpläne nachgedacht, um die Starliner-Besatzung an Bord einer SpaceX-Kapsel nach Hause zu bringen, aber das Hauptaugenmerk bleibe auf der Heimkehr der Astronauten an Bord des Starliners.

„Unsere wichtigste Entscheidung ist, die Mission abzuschließen. Es gibt viele gute Gründe, diese Mission abzuschließen und Butch und Sonny mit dem Starliner nach Hause zu bringen. Der Starliner wurde als Raumschiff mit der Besatzung im Cockpit konzipiert“, sagte Stitch.

Die Raumsonde Starliner startete am 5. Juni von der Raumstation Cape Canaveral in Florida. Willmauer und Williams sind die ersten Astronauten, die an Bord einer kommerziellen Besatzungskapsel von Boeing ins All fliegen. Dieser Testflug soll den Weg für künftige operative Flüge ebnen, bei denen vierköpfige Besatzungen abwechselnd zur Internationalen Raumstation und wieder zurück fliegen.

Sobald die NASA das Starliner-Fahrzeug vollständig für operative Missionen zertifiziert hat, wird die Agentur über zwei Raumschiffe verfügen, die für den Transport von Menschen zur Station qualifiziert sind. Das Crew Dragon-Fahrzeug von SpaceX befördert seit 2020 Astronauten.

Tests, Tests und noch mehr Tests

Die NASA hat die Dauer des Starliner-Testflugs verlängert, um Tests durchzuführen und Daten zu analysieren, um Vertrauen in die Fähigkeit des Raumfahrzeugs zu gewinnen, seine Besatzung sicher nach Hause zu bringen und die Grundursachen für überhitzte Triebwerke und Heliumlecks besser zu verstehen. Diese Probleme liegen im Servicemodul des Starliners, das beim Wiedereintritt abgeworfen wird, um in der Atmosphäre zu verglühen, während das wiederverwendbare Besatzungsmodul mit den darin befindlichen Astronauten mit dem Fallschirm zu einer luftgepolsterten Landung abspringt.

Der wichtigste dieser Tests war eine Reihe von Tests der Starliner-Rakete am Boden. Diese Rakete stammte aus einer Gruppe von Geräten, die für den Start auf einer zukünftigen Starlink-Mission geplant waren, und die Ingenieure unterzogen sie einem Stresstest, indem sie sie mehrmals abfeuerten, um die Impulsfolge zu reproduzieren, die sie im Flug sehen würde. Der Test simulierte zwei Vorbeiflugsequenzen an der Raumstation und fünf Sequenzen, die die Rakete während der Trennung und dem Verlassen der Umlaufbahn durchführen würde, um zur Erde zurückzukehren.

„Dieses Triebwerk hatte viele Pulsationen, wahrscheinlich mehr, als wir während des Fluges erwarten würden, und aggressiver in Bezug auf zwei Höhen und fünf Tiefen“, sagte Stitch. „Was wir beim Triebwerk gesehen haben, ist die gleiche Art von Schubverschlechterung, die wir im Orbit sehen. Bei einigen Triebwerken (an Bord des Starliner) sehen wir eine Verringerung des Schubs, was erheblich ist.“

Starliner-Flugcomputer haben letzten Monat während seines Rendezvous mit der Internationalen Raumstation fünf der 28 Triebwerke des Reaktionskontrollsystems von Aerojet Rocketdyne abgeschaltet. Vier der fünf Motoren wurden nach Überhitzung und Antriebsverlust geborgen, aber die Beamten erklärten einen der Motoren für unbrauchbar.

Auf der Erde getestete Schubmotoren haben ein ähnliches Verhalten gezeigt. Inspektionen von Triebwerken in White Sands zeigten eine Ausbuchtung in einer Teflondichtung in einem Oxidationsventil, die den Fluss von Stickstofftetroxid-Brennstoff behindern könnte. Die Triebwerke, die jeweils etwa 85 Pfund Schub erzeugen, verbrauchen Stickstofftetroxid-Oxidationsmittel (NTO) und mischen es zur Verbrennung mit Hydrazin-Kraftstoff.

Das Tellerventil, das dem Füllventil eines Reifens ähnelt, ist so konstruiert, dass es sich öffnet und schließt, damit Stickstofftetroxid in das Laufrad strömen kann.

„Dieser Handschuh hat am Ende eine Teflondichtung. Aufgrund der Erwärmung und des natürlichen Vakuums, die beim Abfeuern des Triebwerks entstehen, verformte sich dieser Handschuh und wölbte sich leicht“, sagte Nappi.

Ingenieure bewerten die Integrität der Teflondichtung, um festzustellen, ob sie während des Trennungs- und Deorbitprozesses der Raumsonde Starliner intakt bleiben kann, sagte Stitch. Während der Starliner an der Raumstation befestigt ist, sind keine Triebwerke erforderlich.

„Kann dieser Seehund den Rest der Reise überleben? Das ist der wichtige Teil“, sagte Stitch.